Sådan konverteres mekanisk energi til elektrisk energi

Et batteri konverterer kemisk energi til elektricitet, og en solcelle producerer elektricitet fra solens energi, men hvis du vil producere elektricitet fra mekanisk energi, har du brug for en induktionsgenerator. Disse generatorer kan være små nok til at fremstille en lommelygte i krankstil eller stor nok til at aktivere hele byerne, men alle arbejder med princippet om elektromagnetisk induktion, opdaget af Michael Faraday, engelskfysikeren og opfinder fra det 19. århundrede. I dag leverer induktionsgeneratorer, der kører på forskellige brændstoffer, strøm til det meste af verdens befolkning.

Hvordan induktionsarbejder
Faradays induktionseksperiment er nok en af ​​de vigtigste i fysikken, og det var en relativt simpel. Han spolede en ledende ledning omkring en cirkulær kerne og sluttede ledningen til en meter. Han fandt ud af at flytte en magnet gennem midten af ​​cirklen forårsagede strømmen i ledningen. Strømmen stoppede, da han holdt op med at flytte magneten, og den strømmede i modsat retning, da han vendte retningen af ​​magneten. Han formulerede senere loven om elektromagnetisk induktion, nu kendt som Faradays lov, som relaterede strømstyrken til strømmen til magnetfeltets ændring, også kendt som magnetisk flux. Magnetens styrke, antallet af spoler rundt om kernen og de ledende lednings egenskaber har alle indflydelse på beregninger for virkelige generatorer.

Hvordan Generatorer Brug Induktion

Uanset om de er placeret i en husstand elgenerator, din bil eller et atomkraftværk, generatorer generelt indeholder de samme funktioner. De omfatter en rotor med en hul kerne, som roterer rundt om en stator. Statoren er typisk en kraftig magnet, mens de spoler, der bærer elektricitet, vikles rundt om rotoren. I nogle generatorer vikles spolerne rundt om statoren, og rotoren magnetiseres. Det er ligegyldigt. På nogen måde vil strømmen strømme.

Rotoren skal spinde for at strømmen skal strømme, og det er her inputen af ​​mekanisk energi kommer ind. Storskala generatorer peger på forskellige brændstoffer og naturlige processer til denne energi. Ved hver rotation af rotoren stopper strømmen, reverserer, stopper igen og vender tilbage til fremadgående retning. Denne type elektricitet hedder vekselstrøm, og antallet af gange det ændrer retning i et sekund er en vigtig egenskab.

Typer af brændstof

Rotoren i de fleste generatorer er forbundet med en turbine , og i mange generatorer er turbinen dampdrevet. Energi er nødvendig for at opvarme vand for at producere denne damp, og at energi kan leveres af fossile brændstoffer, såsom kul og naturgas, biomasse eller nuklear fission. Brændstoffet kan også komme fra naturlige kilder, som f.eks. Geotermisk energi - naturlig varme, der kommer fra dybt i jorden. Vandkraftproducenter drives af vandfaldets energi. Verdens første vandkraftproducent, designet af Nikola Tesla og bygget af George Westinghouse, er beliggende i Niagara Falls. Det genererer omkring 4,9 millioner kilowatt kraft, nok til 3,8 millioner boliger.

Lav din egen generator

Det er meget nemt at konstruere en generator. Mange designs er mulige, men en af ​​de letteste består af en stationær spole og en roterende magnet. Trådene er viklet rundt om et negle belagt med fornærmende tape, og magneten kan være en simpel hesteskoformet. Når du borer et hul gennem magnetens bund, skal du sætte en stramt aksel og fastgør akslen til en boremaskine, så du kan generere nok elektricitet til at tænde en pære, bare ved at betjene boren for at få magneten til at dreje rundt om spolen.